Los cargadores de baterías de plomo-ácido de alta potencia generalmente emplean un método de carga de voltaje constante. En tales cargadores, la carga se controla contra el voltaje del terminal de la batería.
El voltaje constante a una corriente constante da como resultado una corriente inicial muy grande en una batería «descargada» y una corriente muy baja en una batería parcialmente cargada. Para superar este problema, se debe hacer que el cargador varíe la corriente de carga de acuerdo con el voltaje terminal existente de la batería.
En el circuito presentado aquí, la corriente de carga se ajusta contra el voltaje del terminal de tal manera que cualquier batería con cualquier nivel de carga se pueda conectar al cargador sin requerir ningún ajuste manual. El voltaje de carga se mantiene constante, mientras que un rango de corriente de carga apropiado se selecciona automáticamente a diferentes voltajes de batería sucesivos. Y cuando la batería se carga completamente, el cargador cambia al modo de carga lenta.
El circuito consta de las siguientes secciones:
- La sección de fuente de alimentación de CC.
- La sección de regulación de voltaje DC de la serie.
- La sección de regulación de corriente de indicación de estado de carga de carga de batería.
La sección de fuente de alimentación de CC. La fuente de alimentación de 230 V CA está conectada a un transformador reductor con una clasificación secundaria de 24 V CA, 5 A a través del interruptor de palanca DPDT S1. Cuando el interruptor S1 está conectado a la red, el LED verde 1 lo indica. Cuando el interruptor S1 se cambia a la posición «encendido», el LED rojo 2 se ilumina para indicar que el cargador está «encendido». Las cuatro resistencias de 15 kiloohmios R1, R2 y R3, R4 en la ruta de LED1 y LED2, respectivamente, tienen una potencia de 1 vatio cada una.
La salida del secundario del transformador X1 es rectificada por el puente rectificador que comprende los diodos 1N5408 D3 a D6, clasificados en 800V, 3A. La salida rectificada es suavizada por tres condensadores C1, C2 y C3 antes de aplicarse al resto del circuito. La resistencia R6 de 4.7 kilo-ohmios actúa como una resistencia de purga. LED7 indica que DC está disponible en la salida de esta sección.
La sección de regulación de voltaje de CC en serie. Esta sección está configurada alrededor del transistor Darlington de potencia TIP142 (T1) que funciona en conjunto con el transistor T3 (BC549) y el VR2 preestablecido para regular el voltaje de salida desde la sección del regulador de voltaje de CC.
Dado que el diodo zener ZD1 se conduce solo después de que el voltaje de salida alcanza los 15 voltios, el voltaje de salida debe ajustarse cerca de 15 voltios con la ayuda del VR2 preestablecido. Cuando el transistor T3 conduce completamente, la base del transistor T1 es empujada hacia tierra a través de la resistencia R8 y deja de conducir después de que el voltaje de salida excede un valor específico.
El transistor T2 (también un BC549) ayuda en los ajustes de límites actuales. Las resistencias de bajo valor y alto vataje R15 (derivadas por R14) a través de R19 conectadas en serie forman una red de resistencia limitadora de corriente en la salida del transistor T1. Esta red de resistencia limita la corriente de carga dependiendo del estado de activación / desactivación de los relés RL1 a RL4 que seleccionan el rango actual. Las resistencias están en cortocircuito o agregadas por los respectivos contactos de relé RY1 a RY4, según el requisito de corriente de carga del regulador.
La sección de regulación de corriente de indicación de estado de batería-carga acumulada. En este circuito, un amplificador operacional cuádruple LM324 (IC1) está conectado como un comparador de cuatro etapas para indicar el voltaje de la batería con la ayuda de cuatro LED (LED3 a LED6), al mismo tiempo que selecciona y activa los relés correspondientes para configurar El rango de corriente de carga.
El voltaje de referencia de 6.8V desarrollado a través del diodo zener ZD2 se aplica proporcionalmente a los terminales de inversión de los comparadores A1 a A4, mientras que el voltaje de la batería muestreado se aplica proporcionalmente a los terminales de no inversión de todos los comparadores.
El VR3 preestablecido puede ajustarse para obtener los voltajes de referencia como se muestra en la Fig. 1. El VR4 preestablecido puede ajustarse aplicando un voltaje fijo externo de 10.5V, 11.5V, 12.5V o 13.5V a través de los terminales de tornillo de la batería, asegurando que Los LED (y relés) correspondientes se iluminan (energizan) de acuerdo con la tabla.
En la curva característica de carga de la Fig. 2, se puede ver que el voltaje terminal es comparado por los comparadores con los valores preestablecidos y la corriente de carga se selecciona en consecuencia. Por lo tanto, una batería de cualquier nivel de carga se puede conectar y dejar desatendida bajo el control de este circuito del cargador.
Cuando la batería está descargada con un voltaje de terminal inferior a 10,5 voltios, la corriente de carga inicial se selecciona a solo un amperio porque una corriente de carga inicial más alta puede dañar tanto la batería como el cargador. Se selecciona una corriente de carga más alta solo cuando la batería ha alcanzado un nivel seguro de voltaje terminal.
Más tarde, a medida que la batería comienza a cargarse y su voltaje terminal comienza a aumentar, la corriente de carga disminuye en los pasos adecuados. Al alcanzar el voltaje completo de 13.5 voltios, el cargador cambia al modo de carga lenta con la resistencia R19 entrando en la ruta de carga. Opcionalmente, se puede apagar el cargador al energizar el relé RL4 simplemente quitando la resistencia R19 del circuito. Siempre que el nivel de voltaje del terminal de la batería baja, el cargador reanuda automáticamente la carga.
Las figuras 3 y 4 muestran el tamaño real, PCB de un solo lado y la disposición de los componentes, respectivamente, del circuito del cargador.
Nota. Para garantizar el correcto funcionamiento del circuito, utilice relés de buena calidad y resistencias de valor preciso (R14 a R24) con tolerancia como se menciona en la Lista de piezas. Conecte la carcasa metálica del circuito del cargador a la línea de tierra de la fuente de alimentación de CA para seguridad personal.
Excelente